BAT-TH-162 : la géothermie en tertiaire vaut jusqu’à 1 900 kWh cumac par m² chauffé

Une pompe à chaleur déplace de la chaleur d’une source froide vers un émetteur plus chaud, et son rendement dépend de l’écart de température à franchir. Une PAC sur air travaille contre l’air extérieur, le plus froid précisément quand le bâtiment demande le plus, et elle doit en plus dégivrer. Le sous-sol se tient toute l’année autour d’une dizaine de degrés sous nos climats : en plein hiver, la source est bien plus chaude que l’air et la machine fournit davantage de chaleur par kWh électrique. C’est ce que traduisent les seuils d’Etas et de COP exigés par la fiche.

Deux façons de capter. Sur sondes, des tubes en U scellés dans des forages font circuler de l’eau glycolée en circuit fermé ; le fluide descend sous zéro en pointe, d’où le régime de référence 0/-3 °C. Sur nappe, on pompe l’eau d’un aquifère, on lui prend quelques degrés et on la réinjecte dans un second forage ; la source est plus chaude et plus stable, d’où le régime +10/+7 °C et, au-delà de 400 kW, un COP exigé plus élevé (4,5 contre 4). Le froid d’été est admis pour deux raisons physiques : le geocooling, où l’eau du sous-sol rafraîchit directement les émetteurs sans compresseur, d’où les SEER très élevés exigés (plus de 20 sur sondes, plus de 14 sur nappe), et la thermofrigopompe, qui produit en même temps du froid d’un côté et de la chaleur de l’autre, précieux dans un hôpital ou un hôtel qui fait de l’ECS en pleine canicule.

Dernier ressort du rendement : la température de départ. Un plancher à 35 °C demande bien moins d’effort au compresseur que des radiateurs à 55 °C. La fiche fige le classement : planchers, plafonds et murs chauffants et ventilo-convecteurs à eau valent application basse température ; tout le reste, solutions mixtes et radiateurs dits « basse température » à 45 °C compris, vaut moyenne ou haute température. Et dès que la PAC produit aussi l’ECS, directement ou par un système déporté, elle est réputée moyenne ou haute température, quel que soit l’émetteur.

La fiche vise les bâtiments tertiaires existants, ce qui écarte le neuf. Le bénéficiaire est identifié par sa raison sociale, que l’étude de dimensionnement doit porter. Six familles d’activité sont nommées par le facteur correctif : hôtellerie et restauration, santé, enseignement, bureaux, commerces, et « autres ». La fiche ne dit pas comment classer un bâtiment mixte ; la lecture prudente est de retenir l’activité majoritaire de la surface chauffée par le système et de l’écrire dans le dossier.

Aucune puissance maximale, une seule puissance minimale, 30 kW au total. Plusieurs PAC peuvent composer le système, et une chaudière d’appoint peut rester en place, mais le facteur R réduit alors le montant si la PAC pèse moins de 40 % de la puissance utile après travaux.

Côté professionnels, trois niveaux. La mise en place est réalisée par un professionnel, sans qualification particulière exigée par la fiche pour l’installateur lui-même. L’étude des ressources géothermiques est signée par un titulaire du RGE Études OPQIBI 10.07 ou équivalent, l’ingénierie de conception ou de réalisation par un titulaire du RGE Études OPQIBI 20.13 ou équivalent. Les deux décisions de qualification sont des pièces du dossier. Enfin, le mandataire ou l’obligé doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement, donc avant la signature du premier devis, forage ou chaufferie.

Le montant en kWh cumac est le produit de quatre termes : une valeur du barème en kWh cumac par m², la surface S chauffée par le système géothermique, un facteur correctif lié à l’activité du bâtiment, et un facteur R lié au poids de la PAC dans la chaufferie. La valeur du barème dépend de la classe de performance de la PAC, de la zone climatique et de l’usage, chauffage seul ou chauffage et ECS.

La classe de performance change de nature à 400 kW. Jusqu’à 400 kW de puissance thermique nominale, on lit l’Etas de la PAC seule, hors régulation : à 35 °C en application basse température, à 55 °C sinon, avec la source qui correspond au captage, +10/+7 °C sur nappe, 0/-3 °C sur sondes. Trois classes : de 111 % à moins de 126 %, de 126 % à moins de 175 %, 175 % et plus. Au-delà de 400 kW, on lit le COP mesuré selon EN 14511-2, deux classes : de 4 à moins de 5, et 5 et plus. La première ligne du barème Etas n’est accessible qu’aux applications moyenne ou haute température, puisqu’une PAC réputée basse température doit atteindre 126 % pour être éligible.

La surface S est celle des locaux disposant d’émetteurs de chaleur alimentés par la PAC du système géothermique : les pièces effectivement raccordées, pas la surface du bâtiment. Si plusieurs PAC de classes différentes composent le système, le calcul se fait sur la valeur au m² de la moins bien classée, pour toute la surface.

Le facteur R vaut 1 dans le cas courant. Il baisse quand la puissance thermique nominale de la PAC, ou la somme des PAC installées au titre de la fiche, est strictement inférieure à 40 % de la puissance utile de la chaufferie après travaux : R devient ce rapport. La puissance utile additionne tous les générateurs de chauffage ou de chauffage et ECS présents après travaux, PAC comprise, hors secours.

• Facteur correctif par secteur : bureaux 1,2 ; santé 1,1 ; commerces 0,9 ; enseignement 0,8 ; hôtellerie et restauration 0,7 ; autres 0,7.
• Puissance thermique nominale : Prated au sens du règlement (UE) n° 813/2013 jusqu’à 400 kW, puissance mesurée selon EN 14511-2 au-delà.
• Formule : montant = valeur du barème × S × facteur correctif × R.

Quatre bâtiments, chaque multiplication posée. La surface est celle des locaux alimentés par la PAC géothermique, et R vaut 1 sauf mention contraire.

Un lycée à Strasbourg, zone H1, 4 000 m² chauffés par radiateurs, PAC eau glycolée/eau de 180 kW sur sondes, chauffage seul. Radiateurs : application moyenne ou haute température, Etas à 55 °C et source 0/-3 °C, ici 130 %, classe 126 à 175 %, valeur H1 chauffage seul 1 500. Enseignement, facteur 0,8 : 1 500 × 4 000 × 0,8 = 4 800 000 kWh cumac.

Un immeuble de bureaux à Nantes, zone H2, 3 000 m², PAC eau/eau de 250 kW sur nappe, ventilo-convecteurs et ECS par ballon déporté. L’ECS impose l’application moyenne ou haute température : Etas à 55 °C et source +10/+7 °C, ici 140 %, colonne chauffage et ECS en H2, 1 500. Bureaux, facteur 1,2 : 1 500 × 3 000 × 1,2 = 5 400 000 kWh cumac.

Un hôtel à Montpellier, zone H3, 2 500 m², PAC eau glycolée/eau de 120 kW sur sondes, chauffage et ECS, Etas à 55 °C de 118 %. Au-dessus de 111 % mais sous 126 % : première classe, colonne chauffage et ECS en H3, 1 000. Hôtellerie, facteur 0,7 : 1 000 × 2 500 × 0,7 = 1 750 000 kWh cumac.

Une clinique à Lille, zone H1, 8 000 m², PAC eau/eau de 450 kW sur nappe, COP 4,8 mesuré en +10/+7 °C et +30/+35 °C, chauffage et ECS. Au-dessus de 400 kW : classe COP de 4 à moins de 5, valeur H1 chauffage et ECS 1 800, facteur santé 1,1. Si la PAC assure la base devant 1 050 kW de chaudières d’appoint conservées, la puissance utile après travaux est de 1 500 kW ; 450 divisé par 1 500 donne 0,3, moins de 40 %, donc R = 0,3 : 1 800 × 8 000 × 1,1 × 0,3 = 4 752 000 kWh cumac. Si l’appoint est ramené à 600 kW, la puissance utile tombe à 1 050 kW, la PAC en représente environ 43 %, R = 1, et le même forage vaut 1 800 × 8 000 × 1,1 = 15 840 000 kWh cumac. Dimensionner l’appoint au juste besoin change le montant du simple au triple.

L’étude préalable de dimensionnement est datée et signée par les entreprises en charge des travaux, remise au bénéficiaire à l’engagement, actualisée à l’achèvement si nécessaire, et le système installé doit lui être conforme. Ses treize rubriques vont des locaux et des consommations avant travaux jusqu’à la coupe géologique prévisionnelle, le contexte réglementaire du sous-sol, le taux de couverture annuel de la PAC et le détail de l’échangeur : nombre et profondeur des forages ou des sondes, débit de pointe, linéaire, type de sonde, puissance prélevée par mètre, heures équivalentes.

Un dossier BAT-TH-162 se contrôle en remontant la chaîne : l’étude préalable, la cohérence entre l’étude, la preuve de réalisation et les pièces de forage, puis le calcul. Les trois nombres qui portent le montant, surface chauffée, classe de performance et facteur R, doivent chacun s’appuyer sur une pièce identifiable.

• Étude préalable absente, postérieure à l’engagement, non signée, ou incomplète sur l’une des treize rubriques, en particulier la caractérisation des ressources et l’échangeur.
• Qualification manquante : l’une des deux décisions RGE Études n’est pas au dossier, ou le signataire de l’étude n’est pas celui qui est qualifié.
• Pas de DOE ni de rapport de fin de forage, ou système réalisé qui s’écarte des préconisations de l’étude (nombre de sondes, profondeur, débit).
• Mauvaise application : PAC déclarée basse température alors que des radiateurs subsistent ou qu’elle produit l’ECS. Le montant se recalcule alors sur l’Etas à 55 °C, souvent dans une classe inférieure, et une machine sous 111 % à 55 °C devient inéligible.
• Mauvais régime de source : Etas lu dans la colonne eau/eau alors que le captage est sur sondes, ou COP annoncé hors du régime de la fiche.
• Surface gonflée : surface totale du bâtiment déclarée alors qu’une partie des locaux n’est pas alimentée par la PAC géothermique.
• Facteur R oublié : chaudières d’appoint conservées qui ramènent la PAC sous 40 % de la puissance utile après travaux, sans réduction du montant.
• PAC totalisant moins de 30 kW, raccordement à un réseau de chaleur ou à une BETEG, ECS seule, ou même PAC valorisée aussi en BAT-TH-164.
• Mandataire ou obligé intervenu après la signature du premier devis : le rôle actif et incitatif doit être établi au plus tard le jour de l’engagement.